TWI667840B - 電池單元及氧化還原液流電池 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種電池單元及氧化還原液流電池，其中，提供對於生產性優越之電池單元。
具備於電池單元之單元框體之框體係具備：遍及於全周而圍繞貫通窗之周緣部則由成為較框體之其他部分為薄者而加以形成之內周緣凹部。具備於電池單元之雙極板係在於其外周緣全周之特定寬幅之部分中，具備與前述內周緣凹部卡合之外周緣卡合部。令單元框體從正面視之時，具備形成於前述內周緣凹部之外周緣與前述外周緣卡合部之外周緣之間，分割連通前述入口縫隙與前述出口縫隙之前述電解液之逃逸道之泄放流道之分割構造。

Description

電池單元及氧化還原液流電池
本發明係有關使用於電解液循環型電池之電池單元100，及使用電池單元100之氧化還原液流電池者。
對於將太陽光發電或風力發電之新能源蓄電的大容量的蓄電池之一，有著電解液循環型電池，而代表性係有氧化還原液流電池(RF電池)。RF電池係利用含於正極用電解液的離子與含於負極用電解液的離子之氧化還原電位的差，進行充放電之電池(例如，參照專利文獻1)。如圖15之RF電池1的動作原理圖所示，RF電池1係具備以使氫離子透過的隔膜101加以分離為正極單元102與負極單元103之電池單元100。對於正極單元102係加以內藏有正極電極104，且貯留正極用電解液之正極電解液用容器槽106則藉由導管108，110而加以連接。對於導管108係加以設置有幫浦112，而加以構成經由此等構件106，108，110，112，使正極用電解液循環之正 極用循環機構100P。同樣地，對於負極單元103係加以內藏有負極電極105，且貯留負極用電解液之負極電解液用容器槽107則藉由導管109，111而加以連接。對於導管109係加以設置有幫浦113，而加以構成經由此等構件107，109，111，113，使負極用電解液循環之負極用循環機構100N。貯留於各容器槽106，107之電解液係在充放電時，經由幫浦112，113而加以循環於單元102，103內。未進行充放電之情況，幫浦112，113係加以停止，而未加以循環電解液。
上述電池單元100係通常，加以形成於如圖16所示之稱作電池用單元堆200之構造體的內部。電池用單元堆200係將稱作次堆疊200s之層積構造物，自其兩側，以兩片的端蓋210，220而夾持，由以緊固機構230而夾持者加以構成(在圖示之構成中，使用複數之次堆疊200s)。次堆疊200s係如圖16之上圖所示，具備：層積單元框體120，正極電極104，隔膜101，負極電極105，及以單元框體120所構成之單元元件，以供液板190，190(參照圖16之下圖)而夾持其層積體的構成。具備於單元元件之單元框體120係具有：具有貫通窗之框體122與阻塞貫通窗之雙極板121，而對於雙極板121之一面側係正極電極104則呈接觸地加以配置，對於雙極板121之另一面側係負極電極105則呈接觸地加以配置。在此構成中，成為於鄰接之各單元框體120之雙極板121之間，加以形成有一個電池單元100者。
藉由在次堆疊200s之供液板190，190，對於電池單元100之電解液的流通係經由加以形成於框體122之供液用歧管123，124，和排液用歧管125，126而加以進行。正極用電解液係從供液用歧管123，藉由加以形成於框體122之一面側(紙面表側)之入口縫隙而加以供給至正極電極104，而藉由加以形成於框體122上部之出口縫隙，加以排出於排液用歧管125。同樣地，負極用電解液係從供液用歧管124，藉由加以形成於框體122之另一面側(紙面背側)之入口縫隙(以點線所示)而加以供給至負極電極105，而藉由加以形成於框體122上部之出口縫隙(以點線所示)，加以排出於排液用歧管126。對於各單元框體120之間，係加以配置有O環或平密封墊等之環狀的密封構件127，抑制自次堆疊200s之電解液的洩漏。
具備於次堆疊200s之電池單元100與外部機器之間的電力之輸出入，係經由使用以導電性材料所構成之集電板的集電構造而加以進行。集電板係對於各次堆疊200s加以設置一對，而各集電板係各自加以導通於所層積之複數之單元框體120之中，位置於層積方向的兩端之單元框體120的雙極板121。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2014-139905號公報
近年，作為新能源之蓄電手段，加以期待有氧化還原液流電池之需要的增加，而要求對於生產性優越之電池單元100。例如，具備於電池單元100之單元框體係通常，由夾持雙極板於2片之框狀板材之間，由接著劑等而接著框狀板材者而加以製作。此情況，2片之框狀板材則成為單元框體之框體。在如此之構成中，2片之框狀板材之位置調整則為煩雜，且至接著劑乾燥為止之間，兩框狀板材則呈未偏移地進行保持之費工則為煩雜，不能說是單元框體之生產性為佳。如單元框體之生產性為低時，包含複數之單元框體之電池單元100的生產性亦當然變低。
本發明係有鑑於上述情事所做為之構成，其目的之一係提供對於生產性優越之電池單元100者。另外，本發明之其他的目的係提供：使用電池單元100之氧化還原液流電池者。
有關本發明之一形態的電池單元100係具備：於正極電極與負極電極之間，夾持隔膜，更且以一對之單元框體而夾持兩電極之單元元件。前述單元框體係具有擁有貫通窗之框體、和使前述貫通窗以阻塞狀態加以接 觸前述電極的雙極板。前述框體係具有貫通於其厚度方向之電解液之供給路徑之供液用歧管、前述電解液之排出路之排液用歧管、從前述供液用歧管向前述電極，導入前述電解液之入口縫隙、及從前述電極向前述排液用歧管，排出前述電解液之出口縫隙。在此電池單元100中，前述框體係具備使得前述貫通窗在於全周加以包圍之周緣部，較前述框體之其他之部分為薄而形成之內周緣凹部，前述雙極板係在於其外周緣全周之特定寬幅之部分中，具備與前述內周緣凹部卡合之外周緣卡合部。並且，在此電池單元100中，令前述單元框體從正面視之時，具備形成於前述內周緣凹部之外周緣與前述外周緣卡合部之外周緣之間，分割連通前述入口縫隙與前述出口縫隙之前述電解液之逃逸道之泄放流道之分割構造。
有關本發明之一形態之氧化還原液流電池，係具備：複數層積上述電池單元100之單元堆、和於前述單元堆循環正極用電解液之正極用循環機構、和於前述單元堆循環負極用電解液之負極用循環機構。
上述電池單元100及氧化還原液流電池係具備以嵌入雙極板於框體之內周緣凹部者而加以形成之單元框體之故，對於生產性優越。
1‧‧‧氧化還原液流電池(RF電池)
2，3‧‧‧單元框體
21，31‧‧‧雙極板
31c‧‧‧薄壁部
21o‧‧‧O環
21p‧‧‧突片
21x，31x‧‧‧第一凹部
31y‧‧‧第二凹部
22，32‧‧‧框體
22c，32c‧‧‧內周緣凹部
22p‧‧‧突片
22w‧‧‧貫通窗
22x，32x‧‧‧第一凸部
32y‧‧‧第二凸部
5，6‧‧‧分割構件
50‧‧‧構件主體
51‧‧‧突起
9‧‧‧泄放流道
9d‧‧‧第一橫方向路徑
9u‧‧‧第二橫方向路徑
9sr，9sl‧‧‧縱方向路徑
100‧‧‧電池單元
101‧‧‧隔膜
102‧‧‧正極單元
103‧‧‧負極單元
100P‧‧‧正極用循環機構
100N‧‧‧負極用循環機構
104‧‧‧正極電極
105‧‧‧負極電極
106‧‧‧正極電解液用容器槽
107‧‧‧負極電解液用容器槽
108，109，110，111‧‧‧導管
112，113‧‧‧幫浦
120‧‧‧單元框體
121‧‧‧雙極板
122‧‧‧框體
123，124‧‧‧供液用歧管
125，126‧‧‧排液用歧管
123s，124s‧‧‧入口縫隙
125s，126s‧‧‧出口縫隙
127‧‧‧密封構件
190‧‧‧供液板
210，220‧‧‧端蓋
200‧‧‧電池用單元堆
200s‧‧‧次堆疊
230‧‧‧緊固機構
圖1係具備於實施形態1之電池單元100之單元框體的框體與雙極板之概略構成圖。
圖2係組合圖1之框體與雙極板之單元框體的概略構成圖。
圖3係圖2之III-III剖面圖。
圖4係顯示對於框體而言之雙極板的安裝狀態之一例的概略圖。
圖5係顯示對於框體而言之雙極板的安裝狀態之一例的概略圖。
圖6係顯示對於框體而言之雙極板的安裝狀態之一例的概略圖。
圖7係顯示對於框體而言之雙極板的安裝狀態之一例的概略圖。
圖8係顯示對於框體而言之雙極板的安裝狀態之一例的概略圖。
圖9係顯示對於框體而言之雙極板的安裝狀態之一例的概略圖。
圖10係顯示對於框體而言之雙極板的安裝狀態之一例的概略圖。
圖11係顯示對於框體而言之雙極板的安裝狀態之一例的概略圖。
圖12係具備於實施形態2之電池單元100之單元框體的框體與雙極板之概略構成圖。
圖13係組合圖12之框體與雙極板之單元框體的概略構成圖。
圖14係圖13之XIV-XIV剖面圖。
圖15係氧化還原液流電池之動作原理圖。
圖16係電池用單元堆的概略構成圖。
〔本發明之實施形態的說明〕
最初，列記本發明之實施形態的內容而加以說明。
本發明者們係作為對於生產性優越之電池單元100，著眼於具備於電池單元100之單元框體，而檢討嵌入雙極板於框體之嵌入式的單元框體。在此檢討的過程，更在嵌入式之單元框體中，平面視單元框體時，著眼於加以形成於框體與雙極板之間，從入口縫隙至出口縫隙之電解液的流道之泄放流道的存在。框體與雙極板係同時為剛性之構件之故，經由框體與雙極板之公差或熱膨脹的差而容易加以形成間隙於框體與雙極板之間，而其間隙則成為泄放流道。泄放流道係在構件間的間隙，未存在有電極之故，其流道阻抗係為非常小，因此自入口縫隙加以導入至雙極板之電解液係容易流入至泄放流道。流入至泄放流道之電解液係幾乎保持未接觸於加以配置於雙極板上之電極而排出於出口縫隙之故，而流動在泄放流道之電解液成為越多，電池單元100之充放電效率則降低。有鑑於如 此之問題點，本發明者們係使以下所列舉之電池單元100完成。
<1>有關實施形態的電池單元100係具備：於正極電極與負極電極之間，夾持隔膜，更且以一對之單元框體而夾持兩電極之單元元件。前述單元框體係具有擁有貫通窗之框體、和使前述貫通窗以阻塞狀態加以接觸前述電極的雙極板。前述框體係具有貫通於其厚度方向之電解液之供給路徑之供液用歧管、前述電解液之排出路之排液用歧管、從前述供液用歧管向前述電極，導入前述電解液之入口縫隙、及從前述電極向前述排液用歧管，排出前述電解液之出口縫隙。在此電池單元100中，前述框體係具備使得前述貫通窗在於全周加以包圍之周緣部，較前述框體之其他之部分為薄而形成之內周緣凹部，前述雙極板係在於其外周緣全周之特定寬幅之部分中，具備與前述內周緣凹部卡合之外周緣卡合部。並且，在此電池單元100中，令前述單元框體從正面視之時，具備形成於前述內周緣凹部之外周緣與前述外周緣卡合部之外周緣之間，分割連通前述入口縫隙與前述出口縫隙之前述電解液之逃逸道之泄放流道之分割構造。
具備於上述電池單元100之單元框體係僅由嵌入雙極板於框體之內周緣凹部之位置者，可配置雙極板於框體之貫通窗，且可決定對於框體之雙極板的位置之故，對於生產性優越。由使用對於如此生產性優越之單元框體者，亦可使電池單元100之生產性提升。
另外，在具備於上述電池單元100之單元框體中，在平面視單元框體時，因加以分割加以形成於框體與雙極板之間，而自入口縫隙至出口縫隙之電解液的泄放流道之故，可大幅度地降低流動在泄放流道之電解液的量者。其結果，可抑制因泄放流道引起之電池單元100的充放電效率之下降者。
<2>作為有關實施形態之電池單元100，可舉出前述外周緣卡合部係形成較前述雙極板之其他之部分為薄之形態者。
卡合於框體之內周緣凹部的雙極板之外周緣卡合部則由成為較雙極板之其他之部分為薄的薄壁部者，對於框體而言之雙極板的嵌入狀態則安定。
<3>作為有關實施形態之電池單元100，可舉出具備嵌入於前述泄放流道，分割前述泄放流道之分割構件之形態者。
由使用分割構件而可簡單且確實地分割泄放流道者。嵌入在泄放流道之分割構件的位置係無特別加以限定，但於在泄放流道之靠入口縫隙之位置，嵌入分割構件者為佳。
<4>作為有關實施形態之電池單元100，可舉出俯視前述單元框體時，前述雙極板之外緣部分之一部分係突出於前述框體側，經由該突出部分，分割前述泄放流道之形態者。
呈未加以形成泄放流道地，使雙極板之尺 寸，和在框體之雙極板的嵌入部之尺寸作為一致者係非常地困難，且假設即使作為可使兩尺寸為一致者，此情況係嵌入雙極板於框體者亦成為困難。但如上述<4>之形態，俯視單元框體時，由僅使雙極板之一部分突出於框體側者，迴避嵌入雙極板於框體困難之問題同時，可由雙極板之突出部分而分割泄放流道者。另外，如為使用雙極板之一部分而分割泄放流道之構成，亦有無須另外準備分割構件而可分割泄放流道者之效果。
<5>作為有關實施形態之電池單元100，可舉出將前述單元框體俯視之時，使前述框體之一部分突出於前述雙極板側，經由該突出之部分分割前述泄放流道之形態者。
在俯視單元框體時，由僅使框體之一部分突出於雙極板側者，迴避嵌入雙極板於框體困難之問題同時，可由雙極板之突出部分而分割泄放流道者。另外，如為使用框體之一部分而分割泄放流道之構成，亦有無須另外準備分割構件而可分割泄放流道者之效果。
在此，上述<3>~<5>之構成係可組合而使用者。
<6>有關實施形態之氧化還原液流電池，係具備：複數層積有關上述實施形態之電池單元100之單元堆、和於前述單元堆循環正極用電解液之正極用循環機構、和於前述單元堆循環負極用電解液之負極用循環機構。
上述氧化還原液流電池係對於生產性優越。因具備於氧化還原液流電池之電池單元100的生產性則較以往為高之故。
〔本發明之實施形態的詳細〕
以下，說明有關實施形態之氧化還原液流電池(以下、RF電池)之實施形態。然而，本發明係並非加以限定於實施形態所示之構成，而意圖經由申請專利範圍而示，包含與申請專利範圍均等之意味及範圍內之所有變更者。
<實施形態1>
有關本實施形態之RF電池係與使用圖15而說明之以往型的RF電池1同樣地，具備電池單元100，和正極用循環機構100P，和負極用循環機構100N。在本實施形態之電池單元100係以圖16所示之電池用單元堆200的形態而加以使用。電池用單元堆200係如既已所述地，複數層積隔膜101、電極104，105、及具備一對的單元框體120，120之單元元件的構成。與在本實施形態之RF電池之以往的主要不同點係位於單元框體之構成。以下，依據圖1~11而將在本實施形態之單元框體2的構成為中心加以說明。然而，對於與在單元框體2之以往同樣的構成，係附上與圖16同一符號而省略其說明。
<<單元框體>>
如圖1所示，框體單元2係具備框體22與雙極體21。框體22係具備貫通於其厚度方向之貫通窗22w，如粗線箭頭所示，呈埋入其貫通窗22w地加以配置雙極板21(加以配置雙極板21於框體22之貫通窗22w的狀態係示於圖2)。作為與在此單元框體2之以往的不同點，可舉出框體22之貫通窗22w之周緣部與雙極板21之外周緣卡合之構造，即採用嵌入雙極板21於框體22之嵌入構造的點，及採用分割經由嵌入構造而產生的泄放流道9(參照圖2而後述之)之分割構造的點。以下，簡單地說明框體22與雙極板21之基本構造，接著，詳細說明嵌入構造及分割構造。
〔框體〕
如圖1所示，框體22係支持後述之雙極板21的構件。此框體22係與以往的構成同樣地，具備供液用歧管123，124，和排液用歧管125，126，和入口縫隙123s，124s，和出口縫隙125s，126s。由實線所示之入口縫隙123s和出口縫隙125s係加以設置於紙面前方側，而由點線所示之入口縫隙124s和出口縫隙126s係加以設置於紙面內側。各縫隙123s~126s係各從歧管123~126，朝向於框體22之中心線而延伸，連結於貫通窗22w(入口縫隙124s與出口縫隙126s係省略一部分圖示)。歧管123~126與縫隙123s~126s之外周係以O環等之密封構件 127所圍繞，成為呈未自密封構件127的內側洩漏電解液於外側。O環係層積複數之單元框體2而綑緊時而加以壓縮，作為密封而發揮機能者。密封構件127係亦可成為二重。另外，雖無圖示，呈圍繞歧管的外周地加以設置密封構件亦可。
框體22之材料係對於絕緣性優越者為佳，加上具有耐酸性者則更佳。作為框體22之材料，例如，可利用氯乙烯，聚氯乙烯，氯化石蠟等者。
框體22之厚度(除了後述之內周緣凹部22c之部分的厚度)係作為4mm以上者為佳。對於框體22係為了加以設置有歧管123~126或縫隙123s~126s等之，而具有位於框體22程度之厚度，而必須確保框體22之強度之故。
〔雙極板〕
雙極板21係其一面側則接觸於正極電極，而另一面側則接觸於負極電極之構件。本例之雙極板21係具有略一樣厚度之板材。所層積之雙極板21之中，加以配置於端部之雙極板21係加以接觸‧導通於集電板。
對於本例之雙極板21之一面側與另一面側，係可形成將藉由入口縫隙123s，124s而加以供給之電解液，遍及於雙極板21全面而分散之流通溝(略圖示)。此流通溝係特別在薄化配置於雙極板之一面側與另一面側之正極電極與負極電極時，有效地發揮機能。流通溝之形 狀係未特別加以限定，而例如亦可形成為梳齒狀，而形成為樹狀亦可。
雙極板21之材料係對於導電性優越者為佳，加上具有耐酸性及可撓性者則更佳。例如，可舉出含有碳材料之導電性材料所成者，而具體而言係可舉出石墨與氯化有機化合物所成之導電性塑料。亦可為將石墨的一部分置換為碳黑及類鑽碳之至少一方的導電性塑料。對於氯化有機化合物，係可舉出氯乙烯，氯化聚乙烯，氯化石蠟等。由自如此之材料構成雙極板21者，可縮小電性阻抗，且可作為對於耐酸性及可撓性優越之雙極板21者。
雙極板21之厚度係無特別加以限定，但作為2mm以上者為佳。嵌入構造之情況，因要求位於雙極板21程度之強度之故。雙極板21之厚度係考慮配置電極於雙極板21兩側者，作為較框體22之厚度為小之0.5mm以上2mm以下程度的值即可。
〔嵌入構造〕
嵌入構造係正面視單元框體2時，呈封塞框體22之貫通窗22w地配置之雙極板21的外周緣部分則呈遍及全周而重複於框體22地，調整尺寸之同時，由使與在框體22之雙極板21重複之部分作為凹陷者而加以構成。在本例中，遍布於全周而圍繞框體22之貫通窗22w之周緣部則成為較框體22之其他部分為薄，其變薄之部分則形成為了嵌入雙極板21之內周緣凹部22c。在本例之內周緣 凹部22c係僅加以形成於框體22之一面側。也就是，內周緣凹部22c之另一面(背側的面)係平坦地連結於較此面為外側的部分(參照後述之圖3)。
將嵌入雙極板21於上述內周緣凹部22c之狀態，依據單元框體2之概略圖之圖2，及圖2之III-III剖面圖之圖3而加以說明。如圖2所示，由嵌入雙極板21於框體22之內周緣凹部22c者，內周緣凹部22c與遍及於雙極板21之外周緣全周的特定寬幅部分之外周緣卡合部則卡合於框體22之厚度方向(配合參照圖3)。其結果，框體22之貫通窗22w則成為由雙極板21而加以封塞之狀態。在此，如圖3所示，採用嵌入構造之情況，為了做為呈未流通有電解液在雙極板21之一面側與另一面側之間，而有必要密封框體22與雙極板21之間。在本例中，於與在雙極板21之內周緣凹部22c重複之部分，形成環狀的溝，由配置O環21o於其溝者，形成密封構造。O環21o係層積複數之單元框體2而綑緊時而加以壓縮，作為密封而發揮機能者。其他，塗佈接著劑於內周緣凹部22c，由接著內周緣凹部22c與雙極板21者，形成密封構造亦可。
接著，參照圖3而說明對於雙極板21之電極的配置狀態。圖3之未圖示之下端側的剖面形狀係認為與圖示之上端側略相同即可。在此圖3中，對於雙極板21之右側係加以配置正極電極104，而對於左側係加以配置負極電極105。兩電極104，105係具有變形性之多孔 體，在所層積之單元框體2之間加以壓縮。另外，兩電極104，105係其上端位置與未圖示之下端位置則為不同之構成，即，成為正極電極104之紙面縱方向的長度則較負極電極105為長之構成。成為如此之構成係做為呈無間隙而加以配置兩電極104，105於框體22之凹部之故。在圖中，雖成有間隙於兩電極104，105與鄰接之構件之間地加以繪製，但實際上係電極104，105之變形性之故而未加以形成有該間隙。電極104，105係薄化加以形成者為佳，例如，作為0.5mm以下者為佳。電極104，105則變越厚，而有電池單元100之內部阻抗變高之傾向。
由採用上述嵌入構造者，如圖2所示，於框體22之內周緣凹部22c，僅由嵌入雙極板21而可配置雙極板21於框體22之貫通窗22w者。另外，經由嵌入雙極板21於內周緣凹部22c之時，可進行對於框體22之雙極板21的位置決定者。因此，可使單元框體2之生產性提升。
在此，採用嵌入構造之情況，經由製作時之公差，將內周緣凹部22c之尺寸與雙極板21之尺寸作為相同者係為困難，另外對於可作為相同之情況，係有嵌入雙極板21於框體22困難之問題。因此，若干(例如，1mm~3.0mm程度)增大較雙極板21之外尺寸為內周緣凹部22c之外尺寸，容易地進行對於框體22之雙極板21的嵌入。但此情況，正面視單元框體2時，加以形成於框體22與雙極板21之間，而加以形成有自入口縫隙123s至出 口縫隙125s之電解液之泄放流道9。泄放流道9係為構件材間的間隙，其流路阻抗非常小之故，自入口縫隙123s導入至雙極板21之電解液係容易流入至泄放流道9。流入至泄放流道9之電解液係幾乎保持未接觸於加以配置於雙極板21上之正極電極而排出於出口縫隙125s之故，而流動在泄放流道9之電解液成為越多，電池單元100之充放電效率則降低。因此，本實施形態中，設置分割接著說明之泄放流道9之分割構造。
〔分割構造〕
泄放流道9係如圖2所示，由在單元框體2之下方側連結於入口縫隙123s之第一橫方向路徑9d，和在單元框體2之上方側連結於出口縫隙125s之第二橫方向路徑9u，和連結兩橫方向路徑9d，9u之兩條之縱方向路徑9sr，9sl而加以構成。對於分割此泄放流道9之分割構造係大分割而存在有接下之三個構成。
(1)由夾持分割構件於泄放流道9者而分割泄放流道9之構成。
(2)由雙極板21之一部分突出於框體22側者，經由其突出之部分而分割泄放流道9之構成。
(3)由框體22之一部分突出於雙極板21側者，經由其突出之部分而分割泄放流道9之構成。
將各分割構造，依據圖4~11於以下加以說明。然而，在圖4~11中，省略未直接關係於歧管或縫隙等之泄 放流道9之部分的圖示。另外，在圖4~11中，對於雙極板21之部分附上45°之陰影線而泄放流道9作為去白而容易了解。
〔〔利用分割構件之構成〕〕
依據圖4，5而加以說明利用分割構件之構成。首先，在圖4所示之構成中，於在泄放流道9之各縱方向路徑9sr，9sl之靠下方(靠第一橫方向路徑9d)之部分，由嵌入方塊狀之分割構件5者，分割泄放流道9。導入至第一橫方向路徑9d之電解液係迅速地擴散於第一橫方向路徑9d，均一地分散於雙極板21之寬度方向(紙面左右方向)。接著，流動在縱方向路徑9sr(9sl)之電解液係接觸於分割構件5，而流動至雙極板21之中心方向(電極側)。其結果，電解液係接觸於加以配置於雙極板21表面之電極，成為貢獻於充放電者。
分割構件5係圖4之圓圈擴大圖所示地，具備具有貫通孔於中心之矩形的構件主體50，和各加以設二個於其構件主體50之二個側面之突起51。此分割構件5係由彈性體，例如橡膠材料而加以構成，成為呈可壓入於泄放流道9。另外，加以設置於構件主體50之貫通孔則具有更使分割構件5之變形性提升之機能，而容易將分割構件5壓入至泄放流道9，而壓入時，分割構件5則成為呈密著於框體22與雙極板21。更且，由設置加以設置於構件主體50側面之突起51者，經由構件主體50之變 形的壓力則集中於突起51，而突起51則因加以強押入於框體22與雙極板21之故，可確實地加以分割泄放流道9。
在圖5所示之形態中，使在泄放流道9之縱方向路徑9sr(9sl)之一部分蛇行，於其蛇行之部分(以細線圈為繞之部分)之附近，配置分割構件5。分割構件5之形態係與在圖4所利用之構成為相同者。
對於使泄放流道9蛇行，係形成使相當於在框體22之內周緣凹部的緣之部分突出於內周緣凹部側之第一凸部22x之同時，形成將對應於在雙極板21之第一凸部22x的部分切口之第一凹部21x。由如此作為，由嵌入雙極板21於框體22者，在第一凸部22x與第一凹部21x咬合之部分，可使泄放流道9蛇行者。由使泄放流道9蛇行者，可提高其蛇行部份之流路阻抗者。更且，於其流路阻抗變高之位置，如配置分割構件5，可較圖4所示之形態，確實地分割泄放流道9者。然而，亦可將蛇行之部分作為較圖5所示之數量為多者。
作為配置分割構件5之位置，係可舉出如圖5之三個圓圈擴大圖所示之位置(對於位於右側蛇行之部分，亦配置分割構件5)。首先，對於左側之圓圈擴大圖，係加以顯示於延伸於較蛇行部分為上方側之縱方向的部分，嵌入分割構件5之構成。此情況，由通過蛇行部分者因以分割構件5而塞住力量弱的電解液之故，可有效果地抑制在泄放流道9之電解液之流動者。
接著，對於中央之圓圈擴大圖，係加以顯示於延伸於蛇行部分之縱方向的部分，嵌入分割構件5之構成。此情況，亦因在蛇行部分，於電解液的力量弱之後，以分割構件5而塞住電解液之故，可有效果地抑制在泄放流道9之電解液之流動者。
最後，對於右側之圓圈擴大圖，係加以顯示於延伸於蛇行部分之兩個橫方向的部分，各嵌入分割構件5，5之構成。由嵌入分割構件5於二處者，可更確實地進行泄放流道9之分割。另外，單元框體2係加以形成於橫長度之故，框體22之紙面縱方向的公差及熱膨脹量係較紙面橫方向的公差及熱膨脹量為小。隨之，由作為嵌入分割構件5於框體22之公差及熱膨脹量為小之方向之構成(即，於在蛇行部分之縱方向，嵌入分割構件5於內周緣凹部之外緣與雙極板21之外緣對向之處之構成)者，可更確實地進行泄放流道9之分割。
在此，分割構件的形狀係並不限定於圖4，5所示之形狀。當圖2所示之單元框體2之尺寸變大時，加以形成於框體22與雙極板21之間的泄放流道9之寬度亦變大。此情況，如圖6所示之長尺之分割構件6則容易嵌入於泄放流道9為佳。長尺之分割構件6之嵌入位置係如圖示，作為縱方向路徑9sl(9sr)之位置即可。經由分割構件6，埋入縱方向路徑9sl(9sr)全體即可，而埋入縱方向路徑9sl(9sr)之一部分亦可。
即使為大型之單元框體2，泄放流道9之寬幅 度W(參照圓圈擴大圖)係作為呈未過於擴大者為佳。考慮對於泄放流道9之分割構件6的容易嵌入，該寬幅W係作為3mm以上20mm以下者為佳，而作為3mm以上7mm以下者為更佳。此泄放流道9之寬幅W，和嵌入於泄放流道9之分割構件6的寬度X的差(寬度W-寬度X)係作為1mm以下者為佳。即使上述差為多少，長尺之分割構件6則沿著泄放流道9(在此係縱方向路徑9sl，9sr)之延伸方向而加以配置之故，不易流動有電解液於泄放流道9。當然，如考慮設置分割構件6之內容，上述差係作為0mm(無間隙)者為佳。對於將上述差作為0mm，嵌入於泄放流道9之前的分割構件6的寬度則如較泄放流道9之寬度W為大即可。也就是，如作為壓入分割構件6於泄放流道9之構成，可將上述差作為0mm者。壓入分割構件6於泄放流道9之構成的情況，當壓入前之分割構件6之寬度則較泄放流道9之寬度W過大時，而有對於雙極板21等產生有過剩的應力之虞。因此，泄放流道9之寬度W則作為呈成為壓入前之分割構件6之寬度的60%以上者為佳。
對於長尺之分割構件6所要求的特性係具有適度之柔軟性，不易通過電解液者。另外，接觸於電解液時，對於電解液之溶出物為少，而有耐酸性亦為對於分割構件6所要求之特性之一。作為分割構件6之柔軟性的指標，係可舉出依據JIS K 6400之壓縮應力為30kPa以上150kPa以下者。
作為滿足上述特性之至少一個的分割構件6之材料，例如，可舉出橡膠，泡沫橡膠，發泡聚乙烯，發泡胺甲酸乙酯，發泡聚苯乙烯等者。另外，亦可由不織布，碳不織布，碳布，碳紙，人造毯等而構成分割構件6者。
其他，如圖7所示，亦可作為嵌入長尺之分割構件6於蛇行之泄放流道9的構成。泄放流道9之寬度則為某種程度寬的情況，如為柔軟性高之分割構件6，即使為蛇行之泄放流道9，亦可容易將長尺之分割構件6嵌入於泄放流道9。
〔〔框體之一部分則突出於雙極板側的構成〕〕
依據圖8，9而加以說明框體之一部分則突出於雙極板側之構成。首先，在圖8所示之形態中，框體22之中，對應於雙極板21之側面的部分則朝向於雙極板21彎曲而突出。在另一方面，雙極板21之側面係為直線狀。因此，成為在其突出之部分，自兩側夾入雙極板21之形式，經由突出之部分而加以分割泄放流道9之縱方向路徑9sr(9sl)。此情況，成為壓入雙極板21於突出之部分的形態，但在突出之部分以外的部分中，於框體22與雙極板21之間有間隙之故，不易產生有不易嵌入雙極板21於框體22的問題。
接著，在圖9所示之形態中，框體22之中，於對應於雙極板21之側面的部分，加以形成有朝向於雙 極板21而突出之突片22p。對於突片22p係加以設置有孔，而成為容易變形。如為如此之構成，成為以突片22p自兩側夾入雙極板21之形式，經由突片22p而加以分割泄放流道9之縱方向路徑9sr(9sl)。此情況，成為壓入雙極板21於框體22之突片22p部分的形態，但在突出22p之部分以外的部分中，於框體22與雙極板21之間有間隙之故，不易產生有不易嵌入雙極板21於框體22的問題。突片之數量，係並非限定於圖示的數量，即使成為較圖示之數量為多亦可。
〔〔雙極板之一部分則突出於框體側的構成〕〕
依據圖10，11而加以說明雙極板之一部分則突出於框體側之構成。首先，在圖10所示之形態中，雙極板21之側面部分則朝向框體22彎曲而突出。在另一方面，框體22之中，對應於雙極板21之側面的部分係為直線狀。因此，成為在其突出之部分，則經由框體22自兩側加以夾入之形式，經由突出之部分而加以分割泄放流道9之縱方向路徑9sr(9sl)。此情況，成為壓入雙極板21之突出之部分於框體22的形態，但在突出之部分以外的部分中，於框體22與雙極板21之間有間隙之故，不易產生有不易嵌入雙極板21於框體22的問題。
接著，在圖11所示之形態中，於雙極板21之側面部分，加以形成有朝向框體22而突出之複數的突片21p。如為如此之構成，成為經由框體22而自兩側夾 入雙極板21之突片21p形式，經由突片21p而加以分割泄放流道9之縱方向路徑9sr(9sl)。此情況，成為壓入雙極板21之突片21p於框體22的形態，但在突片21p以外的部分中，於框體22與雙極板21之間有間隙之故，不易產生有不易嵌入雙極板21於框體22的問題。突片21p之數量，係並非限定於圖示的數量，即使成為較圖示之數量為少或多亦可。
即使為以上說明之任一的分割構成，亦可分割泄放流道9，而大幅度地降低流動在泄放流道9之電解液的量者。其結果，可抑制因泄放流道9引起之電池單元100的充放電效率之下降者。
<實施形態2>
在實施形態2中，將卡合於在雙極板31之框體32之內周緣凹部32c的特定寬幅部分，依據圖12~14而加以說明較雙極板31之其他部分為薄地形成的例。
圖12係具備於在實施形態2之單元框體3之框體32與雙極板31之概略圖。此等框體32與雙極板31係具備為了使用圖5而說明之泄放流道9蛇行之構成。作為使泄放流道9蛇行之構成，本實施形態之框體32係具備朝向於內周緣凹部32c而突出之第一凸部32x。更且，此框體32係具備自內周緣凹部32c朝向於貫通窗22w而突出之第二凸部32y。
另一方面，本實施形態之雙極板31係具備作 為使泄放流道9蛇行之構成，由將對應於框體32之第一凸部32x的部分作為缺口者而加以形成之第一凹部31x。另外，此雙極板31之背面側之中，卡合於框體32之內周緣凹部32c之外周緣卡合部(較以點線所示之部分為外方側的部分)，係成為加以形成為較雙極板31之其他部分為薄之薄壁部31c。薄壁部31c之紙面前方側的面係成為與其他部分的面拉平，隨之，薄壁部31c之紙面背側的面則成為較其他部分後退於紙面前方側之狀態。此薄壁部31c之中，對應於框體32之第二凸部32y的部分係具備由擴散於雙極板31之中心線側者而加以形成之第二凹部31y。
將具備上述構成之雙極板31嵌入於框體32之情況，如圖13，14所示，不僅加以形成有泄放流道9於單元框體3之一面側(在圖13中係紙面前方側，在圖14中係紙面的右側)，而於另一面(在圖13中係紙面深部側，在圖14中係紙面的左側)，亦加以形成有泄放流道9。因此，將兩泄放流道9，如在其蛇行部分之附近，圖5之圓圈擴大圖所示地，以分割構件5加以分斷。或者，以圖7所示之分割構件6而分割兩泄放流道9亦可。
如根據以上說明之實施形態2的構成，如圖14所示，雙極板31之薄壁部31c以外的部分則嵌入於框體32之貫通窗，對於於框體32之雙極板31的卡合狀態則較實施形態1之情況為安定。
<其他的實施形態>
在形成薄壁部31c於實施形態2所示之雙極板31的形態，亦可採用經由對於如圖8，9所示之框體的雙極板側之突出而分割泄放流道9之構成，或者經由對於如圖10，11所示之雙極板側之框體側之突出而分割泄放流道9之構成者。
〔產業上之利用可能性〕
本發明之電池單元100係可最佳利用於RF電池等之流體流通型的蓄電池之構築。另外，本發明之RF電池係對於太陽光發電，風力發電等之新能源之發電而言，可作為將發電輸出之變動的安定化，發電電力之剩餘時之蓄電，負載平準化等為目的之蓄電池而利用之其他，亦作為併設於一般的發電所，瞬間降低‧停電對策或負荷平準化為目的之大容量的蓄電池而利用者。

Claims (6)

  1. 一種電池單元，其特徵係具備於正極電極與負極電極間，挾入隔膜，更將兩電極以一對的單元框體加以挾入之單元元件，前述單元框體係具有擁有貫通窗之框體、和使前述貫通窗以阻塞狀態加以接觸前述電極的雙極板；前述框體係具有貫通於其厚度方向之電解液之供給路徑之供液用歧管、前述電解液之排出路之排液用歧管、從前述供液用歧管向前述電極，導入前述電解液之入口縫隙、及從前述電極向前述排液用歧管，排出前述電解液之出口縫隙的電池單元，其中，前述框體係具備使得前述貫通窗在於全周加以包圍之周緣部，較前述框體之其他之部分為薄而形成之內周緣凹部，前述雙極板係在於其外周緣全周之特定寬幅之部分中，具備與前述內周緣凹部卡合之外周緣卡合部；令前述單元框體從正面視之時，具備形成於前述內周緣凹部之外周緣與前述外周緣卡合部之外周緣之間，分割連通前述入口縫隙與前述出口縫隙之前述電解液之逃逸道之泄放流道之分割構造。
  2. 如申請專利範圍第1項之電池單元，其中，前述外周緣卡合部係形成較前述雙極板之其他之部分為薄。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之電池單元，其中，具備嵌入於前述泄放流道，分割前述泄放流道之分割構件。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項之電池單元，其中，將前述單元框體由俯視之時，前述雙極板之外緣部分之一部分係突出於前述框體側，經由該突出部分，分割前述泄放流道。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項之電池單元，其中，將前述單元框體俯視之時，使前述框體之一部分突出於前述雙極板側，經由該突出之部分分割前述泄放流道。
  6. 一種氧化還原液流電池，其特徵係具備：複數層積如申請專利範圍第1項或第2項記載之電池單元之單元堆、和於前述單元堆循環正極用電解液之正極用循環機構、和於前述單元堆循環負極用電解液之負極用循環機構。
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